论文学术第3925期

1、在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶第4期刘作雄编译.在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶15在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶R.Uphus等着刘作雄编译,瞿光明校摘要:对于双螺杆挤出机上开发连续混炼工艺来说重要的是选择最好的螺杆组件,在本项开发工作中对不同的分散混炼组件进行了比较.本文还图示了其它参数,诸如喂料速度,螺杆速度,口型处形成的压力等对混炼工艺的影响.在此开发粉末橡胶连续混炼工艺的目标所追求的是获得良好的填充剂分散度和低混炼温度,以防止橡胶混炼胶焦烧.关键词:双螺杆挤出机;连续混炼:螺杆组件;工艺开发中图分类号:TQ330.47文献标识码:B文章编号:1009797X(2002)04q)0

2、1510橡胶混炼胶连续混炼过程中的一个基本问题是混炼胶所有组份的连续喂料状况.尽管这对混炼材料如化学药料,炭黑及增塑油等确实是如此的,但对传统以胶包形式供料的主要组份-_聚合物就不是如此了.由于这种传统的聚合物供料形式,致使分批混炼仍是当今最广泛应用的技术.得益于诸如以乳聚法生产的丁苯胶和丁腈胶等各种品级粉末橡胶的生产成功,其中还包括其他一些品级的乳聚粉末橡胶Ilj,以及还有气相聚合三元乙丙胶j,过去的一年里粉末橡胶的连续混炼工艺已引起曰益广泛的关注,真正的实际进展发生于新型粉末橡胶,由于这些粉末橡胶的自由流动特性,因而可以满足连续喂料的要求,又综合有恒定的橡胶与填充剂比率以及填充剂的高起始分

3、散度等优点.由于几何形状上已作了巨大的修改,已可把单螺杆挤出机改造成连续混炼机,从而使其既具有分布性能又具有分散混炼性能I6l.这类设计的例子有剪切混炼机(Shearmix)和KO式捏炼机I6】.双螺杆挤出机(TSE)更常用于连续混炼,尤其适用于塑性材料和反应性加工工艺.如文献7所综述的,它们涵盖了各种各样配置:同向转动型;反向转动型;局部啮合型或全啮合型;恒螺旋角或变螺旋角型等.为了改进混炼性能,双螺杆挤出机如同其对手单螺杆挤出机那样包括有为获得分散性混炼效能而设计的特殊混炼以及捏炼段,这些改进可达到的程度取决于这些混炼段及其数量的具体的设计.不过,值得指出的是其设计主要用于塑料混炼.收稿日

4、期:2001.04.02由于最近在重力容积比例计量技术上的进步,每一喂料系统喂料量按最小量计,填充剂的喂料已具备较高的精度.由橡胶胶乳和非造粒(干粉)炭黑制造粉末橡胶时,可以获得橡胶与所要求量和种类的填充剂,诸如炭黑,硅酸类或矿物类填充剂的均匀的,分布性的预分布母胶.这就免除了进一步加炭黑或硅酸类填充剂的需要.这种工艺同时也得到最佳化,达到了现今可以在橡胶中分布40份到1000份填充剂的程度,且达到了出色的均匀性标",又不影响其自由流动特性.早在20世纪60,70年代已作了多项试验,以能采用当时开发研制成的粉末橡胶来开发一种连续混炼的工艺方法,但大多数是用单螺杆混炼挤出机采用二段混炼

5、法【8】进行的,在有些情况下也结合使用了开炼机u.本文叙述的是为适应新一代粉末橡胶而最佳化的连续混炼工艺的开发研究工作.这一开发工作的主要目的是:建立达到高分散度及最佳混炼效率的螺杆配置;获得混炼胶整体最高均匀性;在给定温度(即防焦烧温度)下使产量最高.1实验1.1双螺杆挤出机实验在法勒(Farre1)FTX8012j双螺杆挤出机上进行.该机配备有共转型螺杆.主要性能参数见表1.挤出机机筒由长径比为4的9个单独区段组成.第一区段是喂料机筒,水冷结构,可防止喂料进入机器时结团.随后的8个区段可用电加热,最16橡塑技术与装备2002年第28卷高温度可达370.这8个工艺段的组成是:1个侧喂料机筒可

6、喂入粉料,4个全封闭的机筒主要用于混炼任务,3个有敞口的机筒用于常压和抽真空排气.各机筒可以任意组合排列,以满足实际工艺任务的需要.1.2喂料装置使用了白适应性喂料系统以能对胶料的各种组份作比例计量.针对粉末橡胶采用了重力式单螺杆失重喂料器(Brabenderflexwall33).该装置可以处理的喂料量范围为290kg/h.至于粉末状化学药料,所要求的喂料量N4,得多,范围为0.25kg/h.这就是为什么选择使用重力式双螺杆失重喂料器的原因.双螺杆喂料器在同样的操作速度下比单螺杆系统的容积喂料量要小,从而使它特别适用于混炼胶中用量小的粉末组份的精确比例计量.重力式喂料器能通过微分称重秤和螺杆

7、速度控制器对大多数干松密度细微的波动作出反应,例如,所造成的这种波动变化可通过向比例计量装置再补喂填充剂来补偿.这就是为什么重力式喂料器能具有良好的喂料精度的原因.增塑剂的喂料采用单泵(Netsch公司制造)进行.这种泵的特色是可提供完全无波动的与转子速度成正比例的容积流.表1法勒尔FTX80双螺杆挤出机技术参数最大工艺长度挤出机孔径螺杆外径螺杆内径直径比螺杆槽深定位螺杆最高速度最大功率最大扭距/螺杆1.3螺杆组件共转型双螺杆挤出机的螺杆几何形状的基本开发工作是由Erdmenger进行的u引.他以促使两个螺杆在任何螺杆角时接触而达到白洁目的为开发目标,该项开发工作涉及了在挤出机进料点采用输送组

8、件(见图la)和具有较大自由容积的凹切槽的输送组件的工作(见图1b),以确保喂入的物料能很快向前移动.除了这些输送组件外,还采用了以Erdmenger断面形状为基础的螺杆组件.这些捏炼组件块由具有Erdmenger断面形状,螺杆节距角无限的椭圆盘组成(见图lc).椭圆盘按不同的偏置角安排而形成一个组件块.在本文此处所述的这项试验中,捏炼组件块由5个椭圆盘组成,椭圆盘的偏置转角为45.(总偏置角为180.),形成了一个长径比为1的长度.这些组件的分散性混炼的效能完全取决于盘的宽度.经验表明,较宽椭圆盘的分散性能比较窄的好,这是因为使用后者时物料太易于滞留在捏炼椭圆盘的两侧.图1双螺杆挤出机的螺杆

9、组件"具有分散性混炼功能的一个重要螺杆组件是法勒尔非对称型混炼模块(FarrelAsymmetricModularmixingElement缩写为:FAMME),见图(1d)u,它属Erdmenger断面形状但属于具有陡峭节距角的一种变形组件.这种情况下这种螺杆组件不具备自洁能力.采用了其它三个分布混炼组件体.它们与输送组件相反,分散混炼组件按多边形断面形状设计(见图1e),属于非啮合型,可大大降低同样螺杆转速时螺杆诱发的切变率.由于形成的新的面的数量恒定不变(见图1f),这些组件其类似于涡轮的混炼组件_在充满度小于100%时对于喂入液体物料颇为理想.逆向泵送(即压送)凹切槽混炼组件

10、(见图lg)的采用,是为了在混炼组件之后增加充满度.由于它们的凹切槽在侧面,这些组件具有分布效应.所有m哪哪哪m恤3332163511第4期刘作雄编译.在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶l7螺杆组件基本上都能设计成正向泵送或逆向泵送的组件.后者由于压力损失较大,而且使物料滞留时间增加产生的消耗较大.此外,还可以改变螺杆节距角.1.4原材料本开发工作中所用的粉末橡胶组份为:100份乳聚丁苯橡胶,6O份N234炭黑.其粒子粒径为0.52mm.混炼配方见表2.母炼胶1(PremixI)只加入氧化锌,硬脂酸,防老剂蜡和6PPD,母炼胶2(Premix2)含有硫化体系CBS/S.表2试验配方乳聚丁苯胶CB

11、S:N一环已基一2一苯并噻唑次磺酰胺(促进刑CZ)1.5炭黑分散度炭黑的分散度以硫化胶或混炼胶的刀片剖切面的反光度按LeighDugmore发明的方法(即光学粗糙度测定方法)确定【1.在此利用的是炭黑附聚体使刀片切口行进方向转变的现象,它使刀片切口表面形成凹凸不平和孔洞_J,这些在表面适当照亮时就能检测到并加以评估.我们在本项开发工作中所用的方法的基本改进在于:把光源设在光学显微镜内,用垂直光束照亮刀片.这样,在表面上大于波长三倍的所有微粒均可以大得足以无法由显微镜头记录下的角度把反射光束偏离开去】.这样大于6um的附聚体所形成的微粒目标物均呈现出深色.折射图像借助CCD(光电耦合元件,数码摄

12、象机)摄象机来记录.这种方法的原理见图2.未分散的填充剂附聚体的粒径,粒径分布,形状及表面细微部分均可通过计算机图像分析工具而定量测定.假设每一炭黑附聚体中的平均固体量约为O.4【1剐,假定整个混合物的溶涨率与炭黑附聚体的一样,则分散系数可表述为:D=lO00.4V/,.其中中,.为填充剂所占体积分数,是附聚体所覆盖的表面积.按这种改进的方法计算分散度时,其相对偏差为±0.5%.分散系数D所表明的是炭黑附聚物的投影面积与不含未分散炭黑附聚体的母体面积之间的关系,但其中确实含有粒径小于0.5prn的炭黑附聚体.2结果与讨论在这里,开发粉末橡胶连续混炼工艺所追求的目标是获得填充剂的良好分

13、散性能和低混炼温度,以防止胶料焦烧.另外,它还必须保证各配方组份能均匀分布.由于许多橡胶混炼胶的物理性能,如扯断强度,撕裂强度等都取决于填充剂的分散质量,因而填充剂的分散特性就具有特别重要的意义19,20.为了达到这些目标,在双螺杆挤出机上考核了以下多项工艺加工参数:(1)螺杆配置(2)喂料率(3)螺杆速度(4)机筒温度曲线(5)配合剂的喂料时机及部位另外对于产量的趋势作了考核.在双螺杆挤出机上,其产量和速度正好与单螺杆橡胶挤出机上相反,两者(产量和速度)之间在很大程度上是无关的.在速度恒定时,产量的下限取决于比例计量系统的最低可喂料量,而发现上限则停留在超过固体输送能力或者最大扭距的点上.与

14、温度控制及选择对混炼胶各组份特别敏感的喂料时机及部位等因素一起,螺杆配置在工艺工程设计中起着极其重要的作用.为乳聚丁苯粉末橡胶设计螺杆配置时,最初试验是在长径比为2的分散混炼区段内进行的,但得到的分散系数为80%,令人不满意.因此随着开发工作的进展混炼区段延长到长径比为4.进一步延长分散混炼区段却导致了温度升高,随着温度上升,粘度降低,如果不采取其他降温措施,就会限制混炼结果,无法对其作进一步的,具有意义的重大改进.18橡塑技术与装备2002年第28卷初步的实验得到了两种螺杆配置方式,其独特之处在于其分散混炼组件,其一称之为"捏炼组件块",另一组件称为"FAMME

15、".在这些初步试验中,粉末橡胶以及其它混炼胶组份均按表1规定喂入.由于我们先要确定合适试验时机及部位,以展示一个良好分散系数以及合理的物料温度的基本要求,因此起初没有加入交联剂(母炼胶2).图3所示是以这种方法针对乳聚丁苯粉末橡胶而作了最优化设计的两种螺杆配置.这两种螺杆配置在选择用于分散性混炼的螺杆组件方面有所不同."FAMME"组件的混炼区段与"捏炼组件块"的工艺长度相同,因此螺杆配置可以直接以它们的分散性混炼结果及混炼的温升直接相互比较.两种螺杆配置是以其混炼组件来命名的,因而下文称之为"FAMME"和"捏炼

16、组件块".CC显微镜0;图2DIK分散性能测试方法示意图"FAMME"粉末橡胶母炼睦1软化剂排气"捏炼组件块"罄套篓警软化剂排气过程:24I./D2.4L/D图3"FAIME"和"捏炼组件块"两种螺杆配置2.1"FAMME"与"捏炼组件块"螺杆配置的比较图4所示的是在10kg/h恒定产量时,分散度以螺杆速度为函数所得到的结果.这两种分散单元的比较表明在所得的炭黑分散度上的差异极大.当"FAMME"混炼组件在速度很低时,分散度已达到恒定的高水平,而

17、"捏炼组件"随速度的上升,记录到的炭黑分散度水平却低得多."FAMME"螺杆组件配置在产量为lOkg/h,转速为80r/min时,其分散度很出色,达到97%以上,胶料温度在排胶处测定为95.当速度提高到200r/min时,可使分散度提高一个百分点,达到98%,而胶料温度却上升到122oC.这一结果表明,在产量为lOkg/h时,提高"FAMME"螺杆的速度不再有任何意义,因为这样只会使胶料温升过高而不利于生产.图4炭黑分散性与螺杆速度的关系(产量:10kg/h)与这些结果相应的混炼胶温度如图5所示.尽管混炼胶内炭黑的分散度差异相当大,但

18、这两种配置的胶料温度的差别则可忽略不计.在这两种情况下,胶料温度与速度按直线比例增高.考虑到温度测定精度约为±3K,而对此项必须予以考虑,因为测量是使用插入式热电偶进行的.但对考核的可比较点上所测量的胶料温度并未发现有什么差别.图5胶料温度与螺杆速度的关系(产量:1Okg/h)图6a所示的是产量同为10kg/h,速度同为80r/min时,在同样的测量面积上(825m2/每一试样),按附聚体大小观察到的两种螺杆配置的未分第4期刘作雄编译.在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶19散炭黑附聚体的总面积.在附聚体粒径相同条件下,"捏炼组件块"产生的未分散炭黑的总面积由于粒子数

19、量较大因而也大得多.用"FAMME"配置制备的混炼胶总共只检测到238个目标,而用"捏炼块"制备的混炼胶在考核的图象区上鉴别出了相同规格大小的炭黑附聚体总计1028个.另外,除分散系数外,这一考核提供了混炼胶状况及混炼胶质量的更为精确的图像.考虑到它只取了一些非常大的粒子,在总体上面积较大,这一图像可以表明:对于两种配置而言,均不存在粒径大于18gm的粒子;通过比较,用"FAMME"系统制备的胶料中存在的912gm粒径的附聚体极少.一方面说明这批粉末橡胶中炭黑的初始分散度很好,而另一方面说明"FAMME"混炼组件的

20、混炼分散系数较高.经过上述混炼组件,附聚体的粒径大小分布实际上向更小的粒径方向移了一个度量级,正如图6b所示.这意味着,如果采用"FAMME"螺杆组件进行混炼,大部分炭黑按微粒分散条件分布.4,0OE+043,0OE+042,00E+04'1.00E+o40,0OE+00k"捏炼组件块"(分散性:92%)"FAMME"(分散性:983%)喂料率:10kg/h螺杆速度:80r/min:I.一附聚体粒径(um)6bf,6um+附聚体粒径图6"FAMME","捏炼组件块"螺杆组件的附聚体面积与

21、附聚体粒径的关系ab图7"捏炼组件块"(a),"FAMME-"(b)凸齿断面形状简图8传统的"捏炼组件块"(a),"FAMME"(b)螺纹顶尖间隙区楔形直线模型"FAMME"螺杆配置在同样的温升情况下分散系数更好的事实,可以从混炼组件的几何形状上推导出来.如果考虑挤出机机筒和螺杆混炼组件侧面之间的侧部区域有两个剪切区域(见图7),很明显的是除了混炼胶进入"FAMME"的剪切间隙的角度比较平坦外,其剪切间隙的宽度因组件的不对称设计的原因比"捏炼组件块"的要小

22、得多.在两种组件体的直线放大视图8中,同样明显的是"FAMME"的间隙区也要大得多.上述所有的三个结构尺寸产生了压力损失,这使压力损失在胶流流经"FAMME"间隙时比流经"捏炼组件块"间2O橡塑技术与装备2002年第28卷隙时要小得多.这就是为什么就总产量而言,通过"捏炼组件块"间隙的物料流量要小得多的原因.物料中的最大部分因其捏炼盘的偏置而从这一间隙偏离开去,因而无法在侧面与挤出机筒之间参加到分散过程中去.Erdmenger断面形状上的高而恒定的节距可抵消这种效应,不过这也将进一步提高能量消耗.在使用"

23、FAMME"时,因其自洁性能比"捏炼组件块"的差,会使胶料的平均停留时间延长,但不会出现胶料焦烧的问题,因为在此时刻硫化体系尚未加入.以能耗与炭黑分散度的函数关系所作的图(见图9)表明,在不以调整产量为主变量的表达式中,单位能量输入保持恒定,它在同样的平衡温度的条件下与温度的升高成正比,使用"FAMME"混炼组件时,所获得的分散度是很高的.必须记住,特别在分散系数超过95%时,其拉伸疲劳寿命的提高是非线性的I圳.因为这一原因,后面的试验将采用优化"FAMME"螺杆配置进行.X"FAMME"产量15kg/h

24、o"捏造炼组件块"产量10kg/h"捏炼组件块"产量15kg/h图9炭黑分散性与单位能量输入的关系2.2产量及速度的影响两个参数即产量和速度对两个目标_胶料温度和分散效率以及单位能量输入的影响在实际上具有主要意义.为了在双螺杆挤出机上开发并最优化连续混炼工艺,因而对这些参数对工艺的影响作了考核.图10所示的是"FAMME"螺杆速度以喂料率为函数对胶料温度的影响.正如所预期的那样,提高速度同时保持胶料流恒定,会使温度升高.由于速度加快,粉末橡胶处于更高的剪切应力和应变流图10两种喂料速率下胶料温度与螺杆速度的关系(螺杆配置"F

25、AMME")图11炭黑分散度与螺杆速度的关系("FAMME")作用下而在混炼区的平均滞留时间基本相同.图11所示的是试验的这些时刻所达到的分散度,特别值得指出的是,随着速度的增高逐步接近混炼质量.在螺杆速度恒定不变的情况下,分散系数的提高与产量率(即单位产量)降低相关连,此点可从混炼胶料在混炼区平均滞留时间加长而得到解释.胶料流量较大意味着单位时间内更多的胶料通过混炼区,而作用到胶料上的剪切与应变流则只有短暂的时间,这致使分散度较差.由于与材料流比散发的热量较少而胶料温度较低.相对于螺杆高速度及长混炼时间的两条曲线都走向同一终结值,这一数据的特征是填充剂附聚体之间

26、的粘结力再也无法被聚合物与填充剂之间的物理界面力所克服.不过设速度与平均滞留时间无关以及平均滞留时间随产量增加呈负极差关系的假设是针对填充度为100%的区域作出的.图12所示的是所用的"FAMME"组件,其机筒在试验前和试验过程中被打开.可以看到试验期间这两个区段内实际上已达其容量的100%,全充满了混炼胶.很明显,进入第一混炼区的原材料全部仍然呈粉末橡胶与油第4期刘作雄编译.在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶21的混合物的形态,但是它很快就转入了被塑化的状态.机筒4的放大阿(试验道【|)粉末橡胶蒺艳翁簇趁最终输送组件机筒4试验莳机筒5试验前胃图12试验前和试验中打开机简4,

27、5区段照片表述图在确定胶料最高温度时,也即低于这一温度加入交联剂产生早期硫化的问题就可得到排除的胶料最高温度时,对于给定的螺杆配置,在符合最高允许胶温,获得最高可能达到的分散度的条件下,由于上面提到的每一速度时的影响的原因存在一个最佳产量率.如果分散度更高些,那么只能通过提高速度或降低产量来获得.这两种情况的结果都会超过预定的温度.以这些影响作用来看,十分清楚的是,在选择连续混炼工艺参数时,胶料温度是一个具有极限的因素.2.3排胶温度与机头压力的函数关系图13所示的是三个回压水平上胶料温度相对于机头压力的行为特性.首先,材料相对于大气压输送,而未采用口型.胶料此时温度达到75¨C.在

28、试验的第二个时刻,口型装到挤出机上,机头压力设定到3MPa.这意味着从挤出机横截面下至口压横截面减小了60%.为使压力升高以能将胶料输送并通过口型,口型模前的几个输送组件必须充满达100%容量.胶料温度升至98.C是因为使压力升高需要额外能量输入的原因.在试验的第三时刻,将口型调得更窄,使得机头压力达到5.5MPa.在输送组件上的止回段加长以使所需的压力更高.由于向胶料输入的能量更高,胶料温度升至108C.在试验的三个时刻中,其它所有操作参数都保持不变.如审视一下这些相关关系,很明显,为保证挤出胶成型而提高压力是与胶料温度升高紧密相连的,因为TSE现已能完全适应升压的影响.这样的升温提高了胶料

29、焦烧的风险,也限制了可能达到的胶料产量率.这是因为与温度相关的螺杆速度降低的原因.由于这一原因,应设计更进一步的试验以确定所需的压力是否能借助下游的齿轮泵来解决或用胶料温升较低的单螺杆热喂料挤出机来解决.图13胶料温度和机头压力与单位能量输入的关系2.4"FAMME终炼"螺杆配置包括加交联剂在内,以连续混炼工艺生产包含全部所需化学药料的终炼胶为目的的原初试验表明,确实最好要让混炼工艺按各步骤一步一步的顺序进行.图14所示的是以一个工艺步生产完整混炼胶的,全部工艺长度为24L/D的"FAMME"一终炼螺杆配置可分成五个不同的工艺区段:主喂料区;分散性混炼区

30、;排气及二次喂料区;分布性混炼区;加压区.在试验设置中,材料总产量分成四部分.在喂料区段(机筒3)粉末橡胶与母炼胶一起喂入.在这一部位,凹切槽输送组件为一标准件,通过它可将粉末橡胶送入工艺加工部件.凹切槽输送组件用至加增塑剂的部位,以便能在未开始混炼工艺前把增塑剂直接注入粉末橡胶.得益于粉末橡胶这种物态及其粒子的形态,粉末橡胶的比表面积较大,因而有较好的油吸附能力.在这一时刻增塑剂是在大气压力环境条件下注入的,因为粉末橡胶尚未塑化且螺杆螺纹槽只充满了一部分,油料加入上的这一改变可使比例计量更为可靠,不会发生注射喷咀堵塞问题.22橡塑技术与装备2002年第28卷图14"FAMME终炼&

31、quot;螺杆结构示意图第4,5区段为组成"FAMME"组件和反向泵了将来的进一步试验,计划在混炼区(4区和5区)送凹切槽混炼组件的混炼区段.在第一个上采用胶料测温仪,以便获得工艺有关参数及输入"FAMME"组件之前及两个"FAMME"组件体能量散发有关的更好的数据.粉末橡胶与增塑剂混之间采用了Erdmenger输送断面形状设计,以便通合物差不多在室温下被送到第1混炼区.因此混炼过两个混炼组件来形成必要的压力降.第4区段中胶的粘度比较高.当混炼胶通过第5混炼区,胶温用的口型"FAMME"组件承担粉末橡胶和增塑剂就急

32、剧上升,尽管它可把热量散发到机筒上.因此的塑炼以及母炼胶1中的化学药剂的混炼任务.另第6到第8区设定到最高冷却功率以防止胶料温度外,在这一区段也获得一定量的填充剂的分散.图进一步升高,并相应降低胶料的温度.l2所示的是经过第1混炼区之后母炼胶1和增塑水汽和低分子量有机成分必须在排气区段(第剂已经过加工而混合.使用第二个"FAMME"组6区)内被除去.这一段可以把胶料中的气泡及多余件的目的是要继续进行填充剂的分散以获得最高热量从挤出胶中排除出去,因此使用排气方法也成的分散效率.了降低胶料温度的一个辅助手段.温度差主要取决位于第5区段"FAMME"组件体之后

33、的逆向于排气区段蒸汽的排放量.一旦物料进入第6区,泵送切槽混炼组件,其任务是对混炼胶施加分布性它已变成均匀的混炼胶,其中包含有粉末橡胶与增混炼作用以使已加入的混炼组份尽可能地分布均塑剂,母炼胶1,而母炼胶1中填充剂分散业已完匀.另外,它在螺杆阻缓组件之后直接产生无压状成.至此,混炼作用的其余部分就是必须确保交联态,以防止第6区段的挥发物排出孔阻塞.由于机剂的加入进行分布混炼.在第6区加入交联剂是安器开动时,到达这里的混炼胶必须尽可能快地加热全的,如果胶料温度能尽可能事先降到90以下升温,所以第4,5区段是使温度均衡达到80的的话,预计不会出现焦烧.t区段,否则如果混炼区是冷的,就会发生超过最高

34、在第7,8区,两个逆向泵送多边形组件是用扭距的问题.在稳态作业情况,一方面,由于混炼来完成交联剂的加入及分布性混炼的.得益于其切区段的散热量高,热量就会传导到机筒,这样,这向设计,它们对混炼施加的能量很小,因而在第7,些区段的目标温度(设定温度)就无法得以遵循.为8区内混炼胶就在根本上难以产生升温.为了增强第4期刘作雄编译.在双螺杆挤出机上连续混炼粉末橡胶23分布混炼效果,在第8区使用了多边形组件,并与逆向泵送切槽组件结合.在与交联剂混入的同时,其分布性混炼效应也自然作用于先前已在主喂料口喂入的其他配合剂,所以可获得混炼胶各个组份的均匀分布.在图l5中,各个输送和混炼区段中平均计算粉木橡胶母炼

35、胶1l软化剂滞留时间表明,这些滞留时间只在充满度达到100%的区段里,随着喂料率的增加而缩短.在分布混炼区段内,速度加快的混炼胶的平均滞留时间要比分散混炼区段中的基体混炼胶的滞留时间要短得多.芝2402.4D图15不同喂料速度的计算胶料平均滞留时间3结论把传统上主要用于塑性材料加工的"捏炼组件块"与既用于橡胶也适用于塑料加工的"FAMME"组件所作的比较表明,由于橡胶的高粘度的原因,在材料中少引发剪切应力是有意义的.其意义在于,它在散热温度上引起的升温要少得多,同时又提高分散质量.后者的形成原因可从物料流动道路处于较小的剪切应力下而物料产量更高这一点上找

36、到.对橡胶加工用的螺杆几何形状的进一步开发活动可在这一方面得到更好的结果.所作的螺杆速度和产量对目标分散度和胶料温度水平的影响的描述可让加工者按其要求选择最佳操作时机.这一系列试验的产量的卡脖子之处是受所用的双螺杆挤出机的较低扭距所决定的.随着"FAMME一终炼"螺杆配置的发展,有可能以一步加工法生产出高质量的且不随时间波动的可硫化的一切就绪的混炼胶.把整个工艺长度分成:喂料段,分散段,冷却段,交联体系喂料段,分布混炼段及升压段的措施是值得的,因为这可以得到高分散系数,同时可以排除焦烧问题.参考文献:1】U.GSrlandK.一H.NordsiekKautsch.Gummi

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